DE1018009B

DE1018009B - Manhole pipes consisting of segment rings

Info

Publication number: DE1018009B
Application number: DEA18244A
Authority: DE
Inventors: Heinz Link; Wilhelm Stroh
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Priority date: 1953-06-18
Filing date: 1953-06-18
Publication date: 1957-10-24
Also published as: GB759311A; NL97812C; NL188097B

Description

Sowohl die bisher bekanntgewordenen Ausbildungen der Schachtröhren als auch die hierfür gebräuchlichen Berechnungsverfahren nehmen nur unzureichende Rücksicht auf die in den Schachtröhren auftretenden Längs-, Biege- und Seherbeanspruchungen. Bei der bisherigen Bemessung ging man von der Annahme aus, daß auf die Röhre radial gerichtete Kräfte einwirken, die aus einem gleichförmigen hydrostatischen Druck, einem gleichförmigen Gebirgsdruck und zusätzlich aus einem ungleichförmigen Gebirgsdruck bestehen. Die in einem Tübbingring der Schachtröhre auftretenden Spannungen dürfen eine höchstzulässige Grenze nicht überschreiten. Lediglich für die Biegung der gesamten Schachtröhre ist der Vorschlag gemacht worden, die sich unter der Annahme eines Krümmungsradius von 30 000 m in der Röhre ergebenden Biegespannungen bei der Bemessung zu berücksichtigen. Both the designs of the manhole tubes that have become known so far as well as the ones commonly used for this purpose Calculation methods take insufficient account of those occurring in the shafts Longitudinal, bending and visual stresses. The previous dimensioning was based on the assumption from that on the tube radially directed forces act, which result from a uniform hydrostatic Pressure, a uniform rock pressure and, in addition, a non-uniform rock pressure exist. The tensions occurring in a segment ring of the shaft tube may exceed a maximum permissible Do not exceed the limit. The suggestion is only made for the bend of the entire shaft tube which result under the assumption of a radius of curvature of 30,000 m in the tube Bending stresses to be taken into account in the dimensioning.

Die an einer Reihe von Schächten aufgetretenen Schäden lassen jedoch darauf schließen, daß die Schachtröhre neben Biegebeanspruchungen auch häufig erhebliche Beanspruchungen in der Längsrichtung (Streckung und Stauchung) und Scherbeanspruchungen erfährt und daß es gerade diese Beanspruchungen sind, die den größten Teil der aufgetretenen Schäden verursacht haben. Beanspruchungen dieser Art sind vor allem zu erwarten, wenn innerhalb des Schachtsicherheitspfeilers abgebaut wird, worauf in vielen Fällen heute aus volkswirtschaftlichen Gründen nicht mehr verzichtet werden kann.However, the damage to a number of manholes suggests that the In addition to bending stresses, manholes are also frequently subjected to considerable stresses in the longitudinal direction (Stretching and compression) and shear stresses and that it is precisely these stresses that caused most of the damage that has occurred. Are stresses of this kind especially to be expected if the shaft safety pier is dismantled, which in many cases Cases can no longer be dispensed with today for economic reasons.

Beim Abbau im Schachtsicherheitspfeiler treten im wesentlichen Gebirgsbewegungen ein, die ihrer Art nach bekannt sind. Die waagerechten Komponenten dieser Bewegung sind mit Zerrungen und Pressungen innerhalb des Gebirgskörpers verbunden. Ihre Wirkung auf die Auskleidung wird bei deren Bemessung vermutlich nur zum Teil durch den bei der Schachtausbauberechnung angenommenen ungleichförmigen Druck berücksichtigt. Andererseits können aber durch diese waagerechten Komponenten Scherbeanspruchungen in der Schachtauskleidung auftreten. Die senkrechten Komponenten der Gebirgsbewegungen führen vor allem zu Streckungen und Stauchungen der Schachtröhre. Die bisher angestellten Überlegungen über die Ermittlung der Größe der in den Auskleidungen auftretenden Streckungen und Stauchungen und die konstruktiven Maßnahmen zu ihrer Beherrschung durch nachgiebige Gestaltung der Röhre in ihrer Längsrichtung gehen von der Voraussetzung aus, daß die Senkungen der Gebirgsschichten in den einzelnen waagerechten Lagen verschieden groß seien und die Röhre infolge fester Verbindung mit den einzelnen Schichten die Unterschiede in der Senkung dieser Schichten als Streckung oder Stauchung erfährt.When mining in the shaft safety pier, mainly rock movements occur which are of their kind after are known. The horizontal components of this movement are with strains and pressures connected within the mountain body. Their effect on the lining is determined by its design presumably only partly due to the non-uniformity assumed in the shaft extension calculation Pressure taken into account. On the other hand, these horizontal components can cause shear stresses occur in the manhole lining. The vertical components of the mountain movements lead especially to stretching and compressing the shaft tube. The considerations made so far by determining the size of the expansion and compression occurring in the linings and the constructive measures to control them through the flexible design of the tube in their longitudinal direction are based on the assumption that the subsidence of the mountain strata in the individual horizontal layers are of different sizes and the tube as a result of a fixed connection with the individual Layers experiences the differences in the subsidence of these layers as elongation or compression.

Aus Tübbingringen
bestehende SchachtröhreFrom segment rings
existing manhole

Anmelder:Applicant:

Aktiengesellschaft für UnternehmungenJoint stock company for companies

der Eisen- und Stahlindustrie,the iron and steel industry,

Essen, Altendorf er Str. 103Essen, Altendorf er Str. 103

Heinz Link, Oberhausen,Heinz Link, Oberhausen,

und Wilhelm Stroh, Rheinhausen,and Wilhelm Stroh, Rheinhausen,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Ein weiterer Miterfinder hat beantragt,Another co-inventor has requested

nicht genannt zu werdennot to be named

Die an einer Reihe von Schächten aufgetretenen Schäden sind zum Teil auf reine Längs- oder reineThe damage that has occurred in a number of manholes is partly due to pure longitudinal or pure

a₅ Scherbeanspruchungen oder auch auf die gemeinsame Wirkung von Längs- und Scherbeanspruchungen zurückzuführen. Da die Art der auftretenden Beanspruchungen sich nicht im voraus bestimmen läßt, sollten die Verbesserungen sowohl auf eine gute Aufnähme der Längs- als auch auf eine wirksame Aufnahme der Scherkräfte gerichtet sein. Um eine solche zu erreichen, wird erfmdungsgemäß vorgeschlagen, die Tübbingringe an ihren gegeneinanderstoßenden Kanten zur Aufnahme von Quer- und Längskräften miteinander zu verklammern.a ₅ shear stresses or can also be traced back to the joint effect of longitudinal and shear stresses. Since the nature of the stresses that will occur cannot be determined in advance, the improvements should be aimed at both a good absorption of the longitudinal and an effective absorption of the shear forces. In order to achieve this, it is proposed according to the invention to clamp the tubbing rings together at their mutually abutting edges in order to absorb transverse and longitudinal forces.

Es ist bekannt, den Beanspruchungen der Auskleidung in ihrer Längsrichtung dadurch zu begegnen, daß die Auskleidung nachgiebig ausgeführt wird, wobei man die Auskleidung in festen Gebirgsschichten verankert, während in milderen Schichten die Teile der Auskleidung stopfbüchsenartig ineinandergreifen. Diese Ausgestaltung hat neben den hohen Kosten den Nachteil, daß die Auskleidung an den Stellen, an denen ihre Teile ineinandergreifen, nur sehr schwer dicht zu halten ist. Da die Stopfbüchsenverbindungen nur in verhältnismäßig großen Abständen aufeinanderfolgen, ist damit zu rechnen, daß die Auskleidung trotz dieser Maßnahmen zwischen den Verbindungsstellen erhebliche Längs- und Scherbeanspruchungen erfährt. Infolgedessen werden sich Schäden an den Tübbingen oder den Verbindungsstellen der Tübbinge z. B. durch Abscheren oder Ausreißen der Schrauben nicht vermeiden lassen. Solche Schäden können auch an den Verankerungsmitteln, z. B. durchIt is known to counter the stresses on the lining in its longitudinal direction by that the lining is made resilient, with the lining in solid rock layers anchored, while in milder layers the parts of the lining interlock like a stuffing box. In addition to the high costs, this configuration has the disadvantage that the lining at the points whose parts interlock is very difficult to keep tight. As the gland connections only follow one another at relatively large intervals, it is to be expected that the lining Despite these measures, considerable longitudinal and shear stresses between the connection points learns. As a result, there will be damage to the segments or the connection points of the segments z. B. can not be avoided by shearing or tearing the screws. Such damage can also be attached to the anchoring means, e.g. B. by

709 757/75709 757/75

Zusammendrücken oder Abscheren der Keilkränze, auftreten.Compression or shearing off of the wedge rings.

Es ist ferner bekannt, die sichere Aufnahme der Längs-, Biege- und Scherbeanspruchungen bei Schachtauskleidungen dadurch zu erreichen, daß die aus mehreren miteinander verschweißten Segmenten bestehenden Blechringe über Tage zu einer Röhre verschweißt werden. Diese Röhre wird in den mit Schwerflüssigkeit ausgefüllten Schacht abgesenkt.It is also known to safely absorb the longitudinal, bending and shear loads Manhole linings can be achieved in that they consist of several segments welded together existing sheet metal rings can be welded to form a tube for days. This tube is in the with Heavy liquid filled shaft lowered.

Verzögerungen in der Abwicklung der Arbeiten eintreten. Außerdem ist das Schachtbohrverfahren bisher nur bis zu einem bestimmten Schachtdurchmesser (etwa 7 m) und bis zu begrenzten Teufen (etwa 420 m) mit Erfolg angewendet worden. Da aber heute vielfach größere Schachtdurchmesser verlangt werden und auch mächtigere Deckgebirge zu durchteufen sind, ist die Anwendbarkeit dieses Verfahrens hierbei inThere are delays in the execution of the work. In addition, the shaft drilling method is so far only up to a certain shaft diameter (approx. 7 m) and up to limited depths (approx. 420 m) has been used with success. But there many times today larger shaft diameters are required and thicker overburden has to be penetrated, is the applicability of this procedure in

ein Schraubenquerschnitt auf Zug und der andere gleichzeitig auf Scheren beansprucht wird. Hierbei werden also beide Beanspruchungsarten gleich günstig berücksichtigt.one screw cross-section is subjected to tension and the other is simultaneously subjected to scissors. Here both types of stress are taken into account equally favorably.

In den Fig. 5, 6 und 7 sind Verbindungen dargestellt, bei denen der untere Flansch 14 des oberen Tübbingringes 15 den oberen Flansch 16 des darunterliegenden Tübbingringes 17 hakenförmig auf dem ganzen Umfang umfaßt. Die Verbindung ist sowohlIn Figs. 5, 6 and 7 connections are shown in which the lower flange 14 of the upper Tubbing ring 15, the upper flange 16 of the underlying tubbing ring 17 hook-shaped on the covers the entire scope. The connection is both

Dabei können Verklemmungen der Röhre an Uneben- 10 für die Aufnahme der Scher- als auch der Längskräfte heiten der Schachtwände und infolgedessen erhebliche geeignet. Um die Längskräfte noch wirksamer aufnehmen zu können, sind bei der Verbindung nach Fig. 7 über die beiden Flansche U-förmige Bügel 18 geschoben.The tube can become jammed on uneven surfaces to absorb the shear and longitudinal forces units of the shaft walls and consequently considerable suitable. To absorb the longitudinal forces even more effectively In the connection according to FIG. 7, U-shaped brackets 18 are to be used via the two flanges pushed.

Bei den Verbindungen nach den Fig. 8 und 9 sind die oberen Tübbingringe 19 an ihrem unteren Rande mit Verstärkungen 20 versehen, die in entsprechend ausgebildete zweiteilige Flansche 21, 22 der unteren Tübbingringe eingesetzt sind. Hierbei werden sowohl Frage gestellt. In solchen Fällen ist dem Gefrierver- 20 die Längs- als auch Scherkräfte aufgenommen, fahren der Vorzug zu geben. Die Verbindung nach Fig. 10 ist für die AufnahmeIn the connections according to FIGS. 8 and 9, the upper segment rings 19 are at their lower edge provided with reinforcements 20, which are in correspondingly formed two-part flanges 21, 22 of the lower Segment rings are used. Both questions are asked here. In such cases, the freezer 20 absorbs the longitudinal and shear forces, give preference to driving. The connection of Fig. 10 is for inclusion

Bei einem nach dem Gefrierverfahren in der vor- sowohl von Längs- als auch von Scherbeansptfücfcmnerwähnten Art niedergebrachten Schacht wird eine gen besonders geeignet. Bei ihr sind die beiden mitvorläufige Auskleidung verwendet, die nicht wieder- einander zu verbindenden Tübbingringe 23 und 24 an gewinnbar ist. Aus der Notwendigkeit der Ausfüllung 25 ihren Rändern mit Verstärkungen 25, 26 versehen, des Schachtes mit einer Schwerflüssigkeit ergibt sich über die innere und äußere Ringe 27,28 von krampeneine erhebliche Verteuerung gegenüber einer Ausklei- förmigem Querschnitt gesetzt sind. Die Ringe 27, 28 dung, die im gefrorenen Schacht selbst zusammen- sind durch Schrauben miteinander verbunden, gebaut wird. Infolge der im Schacht herrschenden Die Fig. 11 bis 14 stellen Verbindungen dar, beiIn one after the freezing process mentioned in the foregoing, both lengthways and sheared joints Kind of excavated manhole is particularly suitable. With her, the two are also provisional Lining used, the segment rings 23 and 24, which are not to be connected to one another again is recoverable. Due to the need for filling 25, their edges are provided with reinforcements 25, 26, of the shaft with a heavy liquid results from the inner and outer rings 27,28 of krampeneine considerable increase in price compared to a lining-shaped cross-section are set. The rings 27, 28 manure, which in the frozen shaft itself are connected to each other by screws, is built. As a result of the prevailing conditions in the shaft, FIGS. 11 to 14 show connections at

tiefen Temperaturen und der Feuchtigkeit ist es bis- 30 denen die Tübbingringe 29, 30 mit Flanschen 31, 32 her nicht gelungen, die einzelnen Teile der AusHei- versehen sind. Diese sind sowohl durch Schrauben als dung im Schacht selbst zusammenzuschweißen. Die auch durch laschenartige Ringe 33 von krampennormale aus Gußeisentübbingen gebildete Schacht- förmigem Querschnitt miteinander verbunden, auskleidung hat gegen Längs-, Biege- und Scher- Bei den Ausführungen nach den Fig. 11 und 12 sindAt low temperatures and moisture it is up to 30 which the segment rings 29, 30 with flanges 31, 32 The individual parts of the AusHei-provided have not been successful. These are both by screws as welding together in the shaft itself. The also by tab-like rings 33 of cramp normal Shaft-shaped cross-section formed from cast iron segments connected to one another, lining has against longitudinal, bending and shear. In the embodiments according to FIGS. 11 and 12 are

beanspruchung«! Schwachstellen, vor allem in den 35 die Ringe 33 mit einem zwischen die Flansche 31, 32 aus miteinander verschraubten Flanschen bestehenden greifenden und sich über die ganze Breite der Flansche Verbindungen zwischen den einzelnen Ringen. Bei erstreckenden Steg versehen. Der Steg 34 bei der AusVerwendung von den Gußeisentübbingen nachgebil- führung nach Fig. 11 hat parallel zueinander verdeten Stahltübbingen sind diese normalen Flansch- laufende Seitenflächen, während die Höhe des Steges verbindungen infolge der größeren Zugfestigkeit des 40 35 nach Fig. 12 sich mit der Entfernung vom Ring 33 Stahls zwar verbessert, jedoch ist auch hierbei keines- keilförmig vergrößert.stress «! Weak points, especially in the 35 the rings 33 with one between the flanges 31, 32 consisting of flanges screwed together and extending over the entire width of the flanges Connections between the individual rings. Provided with extending web. The web 34 when used of the cast iron tubbing according to FIG. 11 has merged parallel to one another Steel segments are these normal flange-running side surfaces, while the height of the web connections due to the greater tensile strength of the 40 35 according to FIG. 12 with the distance from the ring 33 Although steel is improved, it is not enlarged in the shape of a wedge here either.

wegs gewährleistet, daß die vorerwähnten Kräfte Der Ring 33 nach Fig. 13 ist von einem Spannringway ensures that the aforementioned forces. The ring 33 according to FIG. 13 is of a clamping ring

sicher aufgenommen werden. 36 umgeben, der in den Ring eingelassen ist.be recorded safely. 36 surrounded, which is let into the ring.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungs- Der Ring 33 nach Fig. 14 ist mit einem sich zwi-In the drawing are different execution The ring 33 according to FIG. 14 is with a between

formen zweckmäßiger Verklammerungen in senk- 45 sehen die Flansche 31, 32 erstreckenden Fortsatz 37 rechten Schnitten dargestellt. von winkelförmigem Querschnitt versehen.form expedient brackets in vertical 45 see the flanges 31, 32 extending extension 37 right sections. provided with an angular cross-section.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen Laschenverbindungen, Fig. 15 zeigt ebenfalls eine sowohl für die Auf-Fig. 1, 2 and 3 show tab connections, Fig. 15 also shows a both for the open-

durch die eine günstige Aufnahme der Scherkräfte nähme der Längs- als auch Scherkräfte geeignete Vererreicht wird und die auch bezüglich der Aufnahme bindung. Die Tübbingringe 38, 39 sind an ihren Endder Längskräfte schon insofern einen Fortschritt 50 kanten mit Verstärkungen 40, 41 versehen, die laby-through the favorable absorption of the shear forces, the longitudinal as well as the shear forces would be achieved appropriately will and the bond with regard to the recording. The segment rings 38, 39 are at their end Longitudinal forces already in so far a progress 50 edges are provided with reinforcements 40, 41, the laby-

bringen, als die zur Anwendung kommenden Verbindungsschrauben statt auf Zug auf Abscheren beansprucht werden.than the connecting screws used are subjected to shearing rather than tension will.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist der eine Tübbingring 1 auf seinem Innenmantel mit einer ringförmigen Lasche 2 und der andere Tübbingring 3 auf seinem Außenmantel mit einer ringförmigen Lasche 4 verschweißt. Die beiden Laschen überragen die Tübbingringe so¹ weit, daß sie durch Schrauben miteinander verbunden werden können.In the embodiment according to FIG. 1, one tubbing ring 1 is welded on its inner surface to an annular tab 2 and the other tubbing ring 3 is welded on its outer surface to an annular tab 4. The two lugs protrude beyond the segment rings so ¹ that they can be connected to one another by screws.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 und 3 sind beide Laschen 5, 6 an dem jeweils unteren Tübbingring 7 vorgesehen, so> daß ein Ringschlitz zwischen den Laschen entsteht, in den der obere Tübbingring 8 eingesetzt wird. Zweckmäßig erfolgt die Verbindung durch Bajonettverschlüsse 9.In the embodiment according to FIGS. 2 and 3, both tabs 5, 6 are on the respective lower segment ring 7 provided so that an annular slot is created between the tabs into which the upper segment ring 8 is inserted will. The connection is expediently made by means of bayonet locks 9.

Fig. 4 zeigt eine Verbindung, bei der zwei Tübbingringe 10, 11 je mit einem Winkelring 12, 13 verschweißt und die ineiriandergelegten Winkelringe durch Schrauben miteinander verbunden sind, so daß4 shows a connection in which two segment rings 10, 11 are each welded to an angle ring 12, 13 and the nested angle rings are connected to one another by screws so that

rinthartig ineinandergreifen und durch Schrauben 42 und Haltestücke 43 zusammengehalten werden.Interlock like a rinth and are held together by screws 42 and holding pieces 43.

Claims

Claims ^

1. From tubbing rings existing manhole, characterized in that the tubbing rings on their abutting edges to absorb lateral and longitudinal forces with one another are bracketed.

2. Manhole according to claim 1, characterized in that the segment rings (1, 3, 7, 8) are provided with overlapping tabs (2, 4, 5, 6).

3. Manhole according to claim 1, characterized in that on a tubbing ring (7) two an annular slot forming tabs (5, 6) are attached and the following tubbing ring (8) bayonet-like engages in the ring slot.

4. shaft tube according to claim 1, characterized in that on the tubbing rings (10, 11)

Angle rings (12, 13) are attached, which are nested and are connected to each other.

5. shaft tube according to claim 1, characterized in that the segment rings (15, 17) interlock in the shape of a hook and fasten the adjacent flanges (14, 16) by means of screws, optionally with the help of U-shaped brackets (18) encompassing the flanges are connected.

6. shaft tube according to claim 1, characterized ge ίο indicates that the segment rings (19) are provided with reinforcements (20) at their lower edge are in correspondingly designed two-part flanges (21, 22) of the underlying segment rings intervention.

7. shaft tube according to claim 1, characterized in that the segment rings (23, 24) on their edges are provided with reinforcements (25, 26), over the inner and outer tab-like Rings (27, 28) are set of cramp-shaped cross-section.

8. shaft tube according to claim 1, characterized in that the segment rings (29, 30) with

Flanges (31, 32) are provided, which by ' Screws and a ring (33) of cramp-shaped cross-section are connected to one another.

9. manhole according to claim 8, characterized in that the ring (33) with a web (34, 35) engages between the flanges, the height of the web (35) increasing with the distance from Ring (33) can enlarge wedge-shaped.

10. Manhole according to claim 8, characterized in that the ring (33) with a itself between the flanges (31, 32) extending extension (37) of angular cross-section is provided.

11. Manhole according to claim 1, characterized in that that the segment rings (38, 39) are provided with reinforcements (40, 41) at their end edges which interlock like a labyrinth and are held together by holding pieces (42, 43) are.

Documents considered: German Patent No. 804 917.

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